混凝土框架結構增設夾層設計要點

胡斌　鄧向華

摘 要：該文分析了新增鋼平臺鋼梁與原有建筑混凝土柱連接受力特點，并對所遇到的特殊問題影響進行了詳細闡述，同時提出了兼顧的解決方案。

關鍵詞：混凝土加固 鋼梁連接節點 工程

中圖分類號：TU352 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）03（a）-0108-01

21世紀的前10年是中國城鎮化飛速發展的十年，隨著各項基礎設施的完善，城鎮化發展的速度勢必放緩，政府對樓堂館所的限制，新建建筑在逐步減少。再加上舊有建筑物的老化，加固工程及設計就顯得越來越重要。尤其是對已建建筑物局部功能的調整，更是加固工程發揮作用的天地。

該文就一加固工程實例討論一些加固中常遇到的問題。

1 工程實例概況

某一圖書館在其中一間閱覽室的一角，由于層高較高，館方想增加一層作為一個咖啡廳。為盡量減輕增加的荷載對原有建筑物的影響，方案確定增加的一層采用鋼結構。鋼結構的支點為原有結構的混凝土柱。

以其中中柱節點為例，經PKPM分析得節點內力計算如下：

螺栓連接驗算：

對應的內力：M=0.00 kN*m；N= 0.00 kN；V=118.49 kN

采用10.9級高強度螺栓摩擦型連接

螺栓直徑D=20 mm

高強度螺栓連接處構件接觸面噴砂后涂無機富鋅漆

接觸面抗滑移系數u=0.40

高強螺栓預拉力P=155.00 kN

螺栓單面抗剪承載力設計值Nvb= 55.80 kN

螺栓所受最大剪力Ns=23.90KN<= Nvb，設計滿足

腹板螺栓排列（平行于梁軸線的稱為"行"）：

行數：5，螺栓的行間距：110 mm，螺栓的行邊距：75 mm

列數：1，螺栓的列邊距：40 mm

梁端部連接驗算：

采用 單連接板 連接

梁腹板截面正應力計算采用的組合號：6

對應的內力：M=0.00 kN*m；N =0.00 kN；V=118.49 kN

梁腹板凈截面最大正應力：11.47N/mm2<=f=215.00 N/mm2，設計滿足

梁腹板截面剪應力計算采用的組合號： 6

對應的內力：M=0.00kN*m；N= 0.00 kN；V=118.49kN

梁腹板凈截面最大剪應力：28.39 N/mm2<=fv=125.00N/mm2，設計滿足

梁邊到柱截面邊的距離e=15mm

連接件驗算：

連接板尺寸B×H×T=95×590×12

需要最小連接板高度H=88 mm<=實際連接板高度H=590 mm滿足要求！

連接件凈截面正應力計算采用的組合號：6

對應的內力：M=0.00 kN*m；N= 0.00 kN；V=118.49 kN

連接件凈截面最大正應力：11.09 N/mm2<=f=215.00 N/mm2，設計滿足

連接件凈截面剪應力計算采用的組合號：6

對應的內力：M=0.00 kN*m；N =0.00 kN；V=118.49 kN

連接件凈截面最大剪應力：25.10 N/mm2<=fv=125.00 N/mm2，設計滿足.

連接件與梁腹板焊縫計算采用的組合號：6

對應的內力：M=0.00 kN*m；N= 0.00 kN；V=118.49kN

連接件（或梁腹板）與柱之間的角焊縫焊腳尺寸Hf=7mm

2 節點連接問題討論

為使新增鋼平臺對原有結構的影響最小，鋼梁與柱節點連接方式采用鉸接。即鋼梁傳遞給柱子的力只有一個豎向剪力，沒有彎矩和水平拉力。這樣經校核原有柱子受力，柱不需要加固即可滿足增加荷載的受力要求。

接下來需要解決的最關鍵問題，也是本次討論的中心問題是鋼梁與混凝土柱的連接節點構造。

面對的問題是如何傳遞豎向剪力？以及如何將鋼梁與柱在水平方向連成整體？

傳統的最直接的方式是植筋，通過植入足夠深的鋼筋達到既滿足抗剪要求也滿足水平拉接要求。但在本連接中最大的問題是由于已有柱內鋼筋排列較密、柱截面尺寸有限，按受拉要求計算植筋深度不滿足要求且植筋量過多，將不可避免的傷及原有柱內鋼筋。施工難度極大甚至方案本身不成立。

為解決這個棘手問題，經反復思考并與有資質的加固施工單位就施工可行性反復交流。擬采用以下方案：將上述兩個問題拆開解決。（1）豎向剪力由植筋解決，這樣植筋深度僅按受剪考慮可以大大減小，并且數量也大為減少。可滿足在柱上施工時不傷及柱內鋼筋。（2）將鋼梁與柱拉接問題通過鋼板抱箍的形式解決。具體節點如圖1。

這樣本工程最核心問題得以順利解決。

3 結語

在加固工程中，鋼梁與混凝土柱的連接是經常遇到的問題，植筋是常用辦法。但是如何不傷及原有結構主筋以及盡量少植筋、盡量減小植筋深度，該文提供一種較有參考價值的思路。

參考文獻

[1] 混凝土結構加固設計規范（GB50367-2006）[S].中國建筑工業出版社，2006.

[2] 混凝土結構設計規范（GB50010-2010）[S].中國建筑工業出版社，2010.

[3] 鋼結構設計規范（GB50017-2003）[S]，中國計劃出版社，2003.endprint

摘 要：該文分析了新增鋼平臺鋼梁與原有建筑混凝土柱連接受力特點，并對所遇到的特殊問題影響進行了詳細闡述，同時提出了兼顧的解決方案。

關鍵詞：混凝土加固 鋼梁連接節點 工程

中圖分類號：TU352 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）03（a）-0108-01

21世紀的前10年是中國城鎮化飛速發展的十年，隨著各項基礎設施的完善，城鎮化發展的速度勢必放緩，政府對樓堂館所的限制，新建建筑在逐步減少。再加上舊有建筑物的老化，加固工程及設計就顯得越來越重要。尤其是對已建建筑物局部功能的調整，更是加固工程發揮作用的天地。

該文就一加固工程實例討論一些加固中常遇到的問題。

1 工程實例概況

某一圖書館在其中一間閱覽室的一角，由于層高較高，館方想增加一層作為一個咖啡廳。為盡量減輕增加的荷載對原有建筑物的影響，方案確定增加的一層采用鋼結構。鋼結構的支點為原有結構的混凝土柱。

以其中中柱節點為例，經PKPM分析得節點內力計算如下：

螺栓連接驗算：

對應的內力：M=0.00 kN*m；N= 0.00 kN；V=118.49 kN

采用10.9級高強度螺栓摩擦型連接

螺栓直徑D=20 mm

高強度螺栓連接處構件接觸面噴砂后涂無機富鋅漆

接觸面抗滑移系數u=0.40

高強螺栓預拉力P=155.00 kN

螺栓單面抗剪承載力設計值Nvb= 55.80 kN

螺栓所受最大剪力Ns=23.90KN<= Nvb，設計滿足

腹板螺栓排列（平行于梁軸線的稱為"行"）：

行數：5，螺栓的行間距：110 mm，螺栓的行邊距：75 mm

列數：1，螺栓的列邊距：40 mm

梁端部連接驗算：

采用 單連接板 連接

梁腹板截面正應力計算采用的組合號：6

對應的內力：M=0.00 kN*m；N =0.00 kN；V=118.49 kN

梁腹板凈截面最大正應力：11.47N/mm2<=f=215.00 N/mm2，設計滿足

梁腹板截面剪應力計算采用的組合號： 6

對應的內力：M=0.00kN*m；N= 0.00 kN；V=118.49kN

梁腹板凈截面最大剪應力：28.39 N/mm2<=fv=125.00N/mm2，設計滿足

梁邊到柱截面邊的距離e=15mm

連接件驗算：

連接板尺寸B×H×T=95×590×12

需要最小連接板高度H=88 mm<=實際連接板高度H=590 mm滿足要求！

連接件凈截面正應力計算采用的組合號：6

對應的內力：M=0.00 kN*m；N= 0.00 kN；V=118.49 kN

連接件凈截面最大正應力：11.09 N/mm2<=f=215.00 N/mm2，設計滿足

連接件凈截面剪應力計算采用的組合號：6

對應的內力：M=0.00 kN*m；N =0.00 kN；V=118.49 kN

連接件凈截面最大剪應力：25.10 N/mm2<=fv=125.00 N/mm2，設計滿足.

連接件與梁腹板焊縫計算采用的組合號：6

對應的內力：M=0.00 kN*m；N= 0.00 kN；V=118.49kN

連接件（或梁腹板）與柱之間的角焊縫焊腳尺寸Hf=7mm

2 節點連接問題討論

為使新增鋼平臺對原有結構的影響最小，鋼梁與柱節點連接方式采用鉸接。即鋼梁傳遞給柱子的力只有一個豎向剪力，沒有彎矩和水平拉力。這樣經校核原有柱子受力，柱不需要加固即可滿足增加荷載的受力要求。

接下來需要解決的最關鍵問題，也是本次討論的中心問題是鋼梁與混凝土柱的連接節點構造。

面對的問題是如何傳遞豎向剪力？以及如何將鋼梁與柱在水平方向連成整體？

傳統的最直接的方式是植筋，通過植入足夠深的鋼筋達到既滿足抗剪要求也滿足水平拉接要求。但在本連接中最大的問題是由于已有柱內鋼筋排列較密、柱截面尺寸有限，按受拉要求計算植筋深度不滿足要求且植筋量過多，將不可避免的傷及原有柱內鋼筋。施工難度極大甚至方案本身不成立。

為解決這個棘手問題，經反復思考并與有資質的加固施工單位就施工可行性反復交流。擬采用以下方案：將上述兩個問題拆開解決。（1）豎向剪力由植筋解決，這樣植筋深度僅按受剪考慮可以大大減小，并且數量也大為減少。可滿足在柱上施工時不傷及柱內鋼筋。（2）將鋼梁與柱拉接問題通過鋼板抱箍的形式解決。具體節點如圖1。

這樣本工程最核心問題得以順利解決。

3 結語

在加固工程中，鋼梁與混凝土柱的連接是經常遇到的問題，植筋是常用辦法。但是如何不傷及原有結構主筋以及盡量少植筋、盡量減小植筋深度，該文提供一種較有參考價值的思路。

參考文獻

[1] 混凝土結構加固設計規范（GB50367-2006）[S].中國建筑工業出版社，2006.

[2] 混凝土結構設計規范（GB50010-2010）[S].中國建筑工業出版社，2010.

[3] 鋼結構設計規范（GB50017-2003）[S]，中國計劃出版社，2003.endprint

摘 要：該文分析了新增鋼平臺鋼梁與原有建筑混凝土柱連接受力特點，并對所遇到的特殊問題影響進行了詳細闡述，同時提出了兼顧的解決方案。

關鍵詞：混凝土加固 鋼梁連接節點 工程

中圖分類號：TU352 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）03（a）-0108-01

21世紀的前10年是中國城鎮化飛速發展的十年，隨著各項基礎設施的完善，城鎮化發展的速度勢必放緩，政府對樓堂館所的限制，新建建筑在逐步減少。再加上舊有建筑物的老化，加固工程及設計就顯得越來越重要。尤其是對已建建筑物局部功能的調整，更是加固工程發揮作用的天地。

該文就一加固工程實例討論一些加固中常遇到的問題。

1 工程實例概況

某一圖書館在其中一間閱覽室的一角，由于層高較高，館方想增加一層作為一個咖啡廳。為盡量減輕增加的荷載對原有建筑物的影響，方案確定增加的一層采用鋼結構。鋼結構的支點為原有結構的混凝土柱。

以其中中柱節點為例，經PKPM分析得節點內力計算如下：

螺栓連接驗算：

對應的內力：M=0.00 kN*m；N= 0.00 kN；V=118.49 kN

采用10.9級高強度螺栓摩擦型連接

螺栓直徑D=20 mm

高強度螺栓連接處構件接觸面噴砂后涂無機富鋅漆

接觸面抗滑移系數u=0.40

高強螺栓預拉力P=155.00 kN

螺栓單面抗剪承載力設計值Nvb= 55.80 kN

螺栓所受最大剪力Ns=23.90KN<= Nvb，設計滿足

腹板螺栓排列（平行于梁軸線的稱為"行"）：

行數：5，螺栓的行間距：110 mm，螺栓的行邊距：75 mm

列數：1，螺栓的列邊距：40 mm

梁端部連接驗算：

采用 單連接板 連接

梁腹板截面正應力計算采用的組合號：6

對應的內力：M=0.00 kN*m；N =0.00 kN；V=118.49 kN

梁腹板凈截面最大正應力：11.47N/mm2<=f=215.00 N/mm2，設計滿足

梁腹板截面剪應力計算采用的組合號： 6

對應的內力：M=0.00kN*m；N= 0.00 kN；V=118.49kN

梁腹板凈截面最大剪應力：28.39 N/mm2<=fv=125.00N/mm2，設計滿足

梁邊到柱截面邊的距離e=15mm

連接件驗算：

連接板尺寸B×H×T=95×590×12

需要最小連接板高度H=88 mm<=實際連接板高度H=590 mm滿足要求！

連接件凈截面正應力計算采用的組合號：6

對應的內力：M=0.00 kN*m；N= 0.00 kN；V=118.49 kN

連接件凈截面最大正應力：11.09 N/mm2<=f=215.00 N/mm2，設計滿足

連接件凈截面剪應力計算采用的組合號：6

對應的內力：M=0.00 kN*m；N =0.00 kN；V=118.49 kN

連接件凈截面最大剪應力：25.10 N/mm2<=fv=125.00 N/mm2，設計滿足.

連接件與梁腹板焊縫計算采用的組合號：6

對應的內力：M=0.00 kN*m；N= 0.00 kN；V=118.49kN

連接件（或梁腹板）與柱之間的角焊縫焊腳尺寸Hf=7mm

2 節點連接問題討論

為使新增鋼平臺對原有結構的影響最小，鋼梁與柱節點連接方式采用鉸接。即鋼梁傳遞給柱子的力只有一個豎向剪力，沒有彎矩和水平拉力。這樣經校核原有柱子受力，柱不需要加固即可滿足增加荷載的受力要求。

接下來需要解決的最關鍵問題，也是本次討論的中心問題是鋼梁與混凝土柱的連接節點構造。

面對的問題是如何傳遞豎向剪力？以及如何將鋼梁與柱在水平方向連成整體？

傳統的最直接的方式是植筋，通過植入足夠深的鋼筋達到既滿足抗剪要求也滿足水平拉接要求。但在本連接中最大的問題是由于已有柱內鋼筋排列較密、柱截面尺寸有限，按受拉要求計算植筋深度不滿足要求且植筋量過多，將不可避免的傷及原有柱內鋼筋。施工難度極大甚至方案本身不成立。

為解決這個棘手問題，經反復思考并與有資質的加固施工單位就施工可行性反復交流。擬采用以下方案：將上述兩個問題拆開解決。（1）豎向剪力由植筋解決，這樣植筋深度僅按受剪考慮可以大大減小，并且數量也大為減少。可滿足在柱上施工時不傷及柱內鋼筋。（2）將鋼梁與柱拉接問題通過鋼板抱箍的形式解決。具體節點如圖1。

這樣本工程最核心問題得以順利解決。

3 結語

在加固工程中，鋼梁與混凝土柱的連接是經常遇到的問題，植筋是常用辦法。但是如何不傷及原有結構主筋以及盡量少植筋、盡量減小植筋深度，該文提供一種較有參考價值的思路。

參考文獻

[1] 混凝土結構加固設計規范（GB50367-2006）[S].中國建筑工業出版社，2006.

[2] 混凝土結構設計規范（GB50010-2010）[S].中國建筑工業出版社，2010.

[3] 鋼結構設計規范（GB50017-2003）[S]，中國計劃出版社，2003.endprint